Aperçu de la technologie de désinfection à l'ozone et de son application dans les scénarios domestiques
Principe de l'ozone tuant les micro-organismes et de la purification par désodorisation
1.1 Mécanisme de destruction des micro-organismes
L'effet d'inactivation de l'ozone sur les micro-organismes est déterminé par son fort pouvoir oxydant et sa capacité de diffusion du biofilm. Son mécanisme d'action peut être résumé en quatre points : (1) l'ozone peut oxyder et décomposer les enzymes nécessaires au glucose à l'intérieur des bactéries, entraînant ainsi l'inactivation et la mort bactériennes ; (2) l'ozone agit sur les quatre chaînes polypeptidiques de la protéine de la capside virale, endommageant l'ARN et détruisant la protéine qui le compose. Après avoir été oxydée par l'ozone, la surface des bactériophages est fragmentée, libérant de nombreux acides ribonucléiques qui interfèrent avec leur adsorption sur l'hôte ; (3) l'ozone réagit avec les doubles liaisons lipidiques des parois cellulaires bactériennes, pénètre la membrane cellulaire, envahit la cellule, agit sur les lipoprotéines de la membrane externe et les lipopolysaccharides de l'intérieur, provoquant une distorsion de la perméabilité bactérienne et la mort par dissolution ; (4) L'ozone agit sur les substances nucléaires à l'intérieur des cellules bactériennes, telles que les purines et les pyrimidines dans les acides nucléiques, endommageant leurs organites et leur ADN, perturbant le métabolisme bactérien et entraînant la mort bactérienne.
Les étapes spécifiques du craquage des bactéries par l'ozone sont illustrées dans la figure, où : 1 simule des cellules bactériennes ; 2 est un gros plan des molécules d'ozone sur la paroi cellulaire bactérienne ; l'ozone pénètre dans la paroi cellulaire et provoque sa corrosion ; 4 est un gros plan de l'effet de l'ozone sur les parois cellulaires ; 5 représente les cellules bactériennes qui entrent en contact avec de nombreuses molécules d'ozone ; 6 représente la destruction cellulaire (lyse).
1.2 Principe de désodorisation
L'ozone, avec ses fortes propriétés oxydantes, peut rapidement décomposer les substances qui produisent des odeurs et d'autres odeurs, telles que les amines, le sulfure d'hydrogène, le méthylmercaptan, etc. L'ozone les oxyde et les décompose pour produire des substances à petites molécules non toxiques et inodores.
1.3 Principes de conservation et de purification
L'ozone a pour fonction de tuer ou d'inhiber la croissance des moisissures et de prévenir la pourriture des fruits et légumes. Il peut oxyder et décomposer le métabolisme physiologique des fruits et légumes, et produire de l'éthylène, un gaz qui favorise la maturation et contribue à prévenir le vieillissement et à préserver la fraîcheur. L'ozone peut également inhiber le métabolisme des fruits et légumes, ralentir leur vieillissement physiologique et prolonger leur durée de conservation. Il peut également dégrader les pesticides et les engrais présents à la surface des fruits et légumes, et éliminer les hormones et les antibiotiques présents dans la viande.
L'ozone subit une réaction de réduction dans l'eau, produisant des groupes hydroxyles et des atomes d'oxygène hautement oxydants, décomposant instantanément la matière organique, les bactéries et autres micro-organismes présents dans l'eau. Les groupes hydroxyles sont de puissants oxydants et catalyseurs qui provoquent des réactions en chaîne dans les composés organiques, entraînant des réactions très rapides. Ces groupes hydroxyles et atomes d'oxygène ont un puissant effet bactéricide sur divers micro-organismes pathogènes. L'ozone peut dégrader les sulfures, l'ammoniac et les cyanures présents dans l'eau pour produire des substances non toxiques, permettant ainsi de purifier l'eau.
2. Avantages et inconvénients de la technologie de désinfection à l'ozone
2.1 Avantages
(1) La désinfection à l'ozone est une méthode lytique qui élimine efficacement les bactéries et se caractérise par un large spectre et une grande efficacité. Son effet bactéricide est significatif sur toutes les bactéries et tous les virus. L'ozone se dissout rapidement dans l'eau, tuant les bactéries nocives et décomposant la matière organique. Son pouvoir oxydant est deux fois supérieur à celui du chlore et son taux de stérilisation est 300 à 600 fois supérieur. Comme le montre le tableau, les effets bactéricides de désinfectants tels que le chlore, le dioxyde de chlore et l'ozone sur les micro-organismes ont été comparés.
(2) La désinfection à l'ozone utilise l'air et l'eau comme agents, sans ajout d'agents auxiliaires. En raison de sa faible stabilité, l'ozone se décompose rapidement en oxygène ou en atomes d'oxygène individuels. La désinfection et la stérilisation ne produisent aucun résidu médicamenteux ni pollution secondaire.
2.2 Inconvénients
(1) Lorsque la concentration d'ozone est faible, l'effet sur l'élimination des odeurs est négligeable. Cependant, si l'ozone est efficace pour la désinfection et la stérilisation intérieures, et que la concentration résiduelle est trop élevée, elle peut être nocive pour l'organisme. Une exposition prolongée peut oxyder les muqueuses respiratoires, provoquant des effets indésirables et potentiellement une inflammation respiratoire. Parallèlement, elle peut également nuire au système immunitaire. Par conséquent, la concentration d'ozone rejetée lors de la stérilisation (fuite) doit être conforme à la norme nationale ≤ 0,16 mg/m³ de la norme GB/T 18883-2002 « Normes de qualité de l'air intérieur ».
(2) L'ozone, puissant oxydant, a inévitablement un effet oxydant et corrosif sur les matériaux avec lesquels il entre en contact lors de la désinfection. Ses fortes propriétés oxydantes peuvent provoquer le vieillissement, la décoloration, une réduction de l'élasticité et la décoloration des vêtements, du caoutchouc et d'autres composants. Par conséquent, lors de la conception, il convient de tenir pleinement compte de l'effet corrosif de son oxydation sur les canalisations qu'il traverse.
(3) L’ozone lui-même est instable, se décompose facilement et a une courte demi-vie (seulement 30 à 60 minutes), ce qui le rend impropre au stockage en tant que produit général et nécessite une fabrication sur site.
trois
Application de la technologie de désinfection à l'ozone dans l'environnement domestique
3.1 Application à la purification de l'air
De nos jours, la qualité de l'air devient un problème de plus en plus important. En particulier en cas de pneumonie causée par le nouveau coronavirus, il est nécessaire d'ouvrir les fenêtres et d'aérer fréquemment la maison pour maintenir la circulation de l'air intérieur. Parallèlement, outre une ventilation adéquate, les purificateurs d'air dotés de fonctions de filtration et de stérilisation peuvent également garantir efficacement la qualité de l'air intérieur. En termes de désinfection et de stérilisation, un purificateur d'air équipé de fonctions de stérilisation actives telles que des lampes ultraviolettes et de l'ozone améliorera son efficacité dans la prévention des infections virales.
L'ozone est un isomère de l'oxygène, présent à l'état hautement énergétique. En raison de son instabilité, il peut se décomposer et se réduire en oxygène à température ambiante à tout moment. Une fois réduit en oxygène, les atomes d'oxygène se séparent, ce qui leur confère un pouvoir oxydant et décomposant extrêmement élevé. Les purificateurs d'air à ozone produisent de l'ozone à faible concentration et le diffusent dans différentes pièces de la maison à des fins de désinfection et de purification.
3.2 Application à la purification de l'eau domestique
L'eau est source de vie et sa salubrité est une priorité. Ces dernières années, l'utilisation de différents types de purificateurs d'eau s'est généralisée, et l'application de technologies de désinfection correspondantes s'est généralisée. Parmi elles, la désinfection à l'ozone est reconnue comme une technologie incontournable dans le domaine international de la désinfection. Selon les rapports, une concentration d'ozone dans l'eau de 0,3 à 0,4 ppm permet d'éliminer efficacement les bactéries, les cellules dentaires, etc. ; à 4 ppm, le taux d'inactivation du virus de l'hépatite B peut atteindre 100 %.
Les purificateurs d'eau constituent la dernière ligne de sécurité en matière d'eau potable, fournissant une eau potable saine et propre. La technologie de désinfection à l'ozone est applicable aux purificateurs d'eau grâce à son fort effet oxydant et à l'absence de tout autre produit lors de son application. L'équipement de désinfection à l'ozone du purificateur d'eau intègre un générateur d'ozone, un disque à bulles microporeux à haute efficacité et un dispositif de collecte des gaz d'échappement, entre autres, pour un contact complet de l'ozone avec l'eau, une dissolution et une réaction rapides, et ainsi une désinfection et une stérilisation optimales. Il permet également de désinfecter et de stériliser le purificateur d'eau lui-même (la partie en contact avec l'eau potable).
3.3 Application dans la vie diététique
(1) Application des armoires de désinfection et des lave-vaisselle. Le principe de désinfection et de stérilisation des armoires de désinfection et des lave-vaisselle repose sur la technologie de désinfection à haute température, aux rayons ultraviolets et à l'ozone. Parmi ces technologies, l'armoire de désinfection à l'ozone est un appareil électroménager qui génère une certaine concentration d'ozone gazeux par des méthodes physiques, s'appuie sur des réactions biochimiques pour tuer les micro-organismes pathogènes et désinfecte les ustensiles de cuisine (à boire). C'est également l'un des principaux produits en Chine à avoir appliqué la technologie de l'ozone aux appareils électroménagers depuis les années 1980. La désinfection à l'ozone, en phase gazeuse, ne présente pas de « zone d'ombre » ou d'angle mort de désinfection par rapport à la désinfection aux ultraviolets par irradiation en ligne droite, et offre un meilleur effet désinfectant sur les ustensiles de cuisine (à boire). Les ustensiles en plastique qui ne résistent pas aux températures élevées peuvent également être désinfectés à l'ozone.
(2) Lors de l'utilisation des réfrigérateurs, des odeurs désagréables sont générées à l'intérieur du réfrigérateur pendant l'utilisation, provoquant une contamination mutuelle entre les aliments, entraînant une diminution de la capacité de conservation et entraînant également une mauvaise expérience pour le consommateur. L'ozone peut oxyder de nombreux composés organiques et réagir facilement avec - SH, = S, - NH2, - NH, - OH et - CHO. Il a une forte capacité désodorisante et peut être utilisé pour éliminer les odeurs des réfrigérateurs. L'ozone réagit avec les gaz odorants tels que l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et les thiols pour oxyder et décomposer les odeurs organiques dans le réfrigérateur, obtenant ainsi l'effet d'élimination et de purification des odeurs du réfrigérateur.
(3) Application de la technologie de stérilisation à l'ozone aux machines à laver. Avant le lavage et lors du dernier rinçage, le générateur d'ozone interne injecte une quantité appropriée d'ozone dans le cylindre intérieur pour désinfecter et stériliser les vêtements en un temps record. Une fois la stérilisation terminée, l'ozone se transforme automatiquement en oxygène et élimine 99,99 % des bactéries sans désinfectant, soit dix fois plus d'efficacité que la stérilisation UV. Comparée aux autres technologies de stérilisation, la stérilisation à l'ozone est efficace, rapide, complète et exempte de pollution secondaire. Cependant, ses fortes propriétés oxydantes peuvent entraîner le vieillissement du caoutchouc et d'autres composants, ainsi qu'une décoloration des vêtements. Il est donc nécessaire de l'utiliser avec précaution lors du lavage de vêtements foncés.
